液体温度和密度对空泡的影响
发布时间：2021-08-28 21:09
空化现象十分常见,无论是在螺旋桨旋转还是水下高速体运动时,都会发生空化现象。对于水下高速体,通过产生体表超空泡的方式可以达到大幅度减阻的效果。这种减阻的方式广泛的应用在超空泡水下兵器的研制上。在研究超空泡时,数值模拟和模型试验是必不可少的两种方式。通过数值模拟可对超空泡的发展形态进行预估,通过模型试验可以对预估的结果进行验证。在众多流体特性对超空泡影响中,密度和温度都是最为普通的性质。因此考虑密度和温度对超空泡的影响十分必要。本文通过了解国内外在超空泡问题方面的研究情况,提出了流体密度和温度对超空泡影响的问题。对问题的研究从数值模拟和模型试验两方面进行了研究分析。在数值模拟方面:本文采用雷诺平均数值模拟法,选择二方程k-ε模型,利用离散求解法对模型进行求解。采用速度入口,压力出口的边界条件。通过单独改变流体的密度和温度,观察模型所产生超空泡的变化。在试验方面:对试验射弹进行了设计和校核,并通过分析空化泡理论、相似理论以及比尺效应理论对试验可能产生的现象及问题进行了预估。对试验装置进行设计校核及制作。最后通过单独控制密度和温度的变化进行了试验。通过数值模拟的方式得出了流体温度和密度对超空...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国速度为200节的超空泡潜艇
空泡流数值研究现状??空泡流研宂的数值方法有势流法和计算流体力学法。势流法目前发展较为工程上得到许多应用。势流法是利用迭代的方式获取物表的压力和物表上形状的方法。虽然该方法在应用上己经较为广泛，但有其不足之处。此方泡脉动的特性和空泡封闭处流场的细节。并且只是用与空泡的闭合模式，体现不出来。??前发展的计算流体力学方法（ＣＦＤ）对空泡的模拟有更好的效果。在数值，在对流体假设情况方面可分为单相流模式和两相流模式。两相流模式采式建立的模型。单相流模型利用湍流模型，并且假设气液两相流混合均匀７??
下面介绍一下这些模型。??３．３．１Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔ?方程??Ｒａｙｌｅｉｇｈ提出了一套关于云状空泡成长和溃灭的数学分析法。图３．１为无穷大区域??内半径为抑０的球形气泡。假定气泡内压力仏⑴和温度均质，且液体压力凡⑴己??知温度为常数，球形气泡为对称的。于是径向流动没有旋转其速度势为〇?＝?Ｗ？（／２）／ｒ，??其中?ＵｄＲ（ｌ）ｄｔ。??ｌｉｑｕｉｄ，７＾（０?？（ｒ／）??／?Ｂｕｂｂｌｅ??Ｉ?１??图３．１无穷大区域内气泡示意图??綠土弊■?＝?—?（３－２７）??ｄｒ?ｒ２?ｄｔ?ｒ２??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超空泡射弹尾拍问题研究进展[J]. 魏英杰,何乾坤,王聪,曹伟,张嘉钟. 舰船科学技术. 2013(01)
[2]水下超空泡射弹研究综述[J]. 金大桥,王聪,余锋. 飞航导弹. 2010(07)
[3]重力场中超空泡形态的数值仿真研究[J]. 张学伟,魏英杰,张嘉钟,王聪,于开平. 舰船科学技术. 2008(05)
[4]绕Hydronautics水翼超空化的发展及其形态特征[J]. 李向宾,王国玉,张敏弟,高德明. 北京理工大学学报. 2007(03)
[5]水下潜射航行体片状空化的数值模拟研究[J]. 王海斌,魏英杰,王聪,张嘉钟,于开平,贾力平. 战术导弹技术. 2007(02)
[6]超空泡技术的应用现状和发展趋势[J]. 杨莉,张庆明. 战术导弹技术. 2006(05)
[7]从伊朗试射超空泡鱼雷看世界超空泡武器的发展[J]. 闫璞,池建文,茹呈瑶. 国防. 2006(07)
[8]空泡形态与典型空化器参数关系的研究——小空泡数下的发展空泡形态[J]. 王海斌,张嘉钟,魏英杰,于开平,贾力平. 水动力学研究与进展（A辑）. 2005(02)
[9]轴对称体通气空泡的水动力试验研究[J]. 蒋洁明,鲁传敬,胡天群,程鑫. 力学季刊. 2004(04)
[10]充气头型对超空泡轴对称体阻力特性影响的试验研究[J]. 顾建农,张志宏,高永琪,郑学龄. 兵工学报. 2004(06)
博士论文
[1]超空泡航行体的数学建模与控制方法研究[D]. 王茂励.哈尔滨工程大学 2008
[2]水下超高速航行体动力学建模与控制研究[D]. 赵新华.哈尔滨工程大学 2008
[3]水下高速航行体超空泡减阻特性研究[D]. 熊永亮.哈尔滨工程大学 2008
[4]通气空泡流研究[D]. 陈鑫.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]水下高速航行体发射系统的设计及超空泡流场特性研究[D]. 周浩磊.浙江理工大学 2012
[2]水下高速航行体航向控制技术研究[D]. 王雨.哈尔滨工程大学 2012
[3]超空泡高速射弹变深度航行振动特性研究[D]. 钟伟俊.哈尔滨工业大学 2011
[4]水下高速航行体控制系统研究与实现[D]. 张永攀.哈尔滨工程大学 2011
[5]高速水下航行体半实物实时仿真系统研究[D]. 马宏男.哈尔滨工程大学 2010
[6]超空泡火箭深水炸弹入水弹道研究[D]. 赵保全.沈阳理工大学 2009
[7]充气参数对超空泡形态影响的数值模拟[D]. 胡晓.哈尔滨工程大学 2008
[8]回转体空化流场的数值分析[D]. 贾彩娟.西北工业大学 2002
本文编号：3369252
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国速度为200节的超空泡潜艇
空泡流数值研究现状??空泡流研宂的数值方法有势流法和计算流体力学法。势流法目前发展较为工程上得到许多应用。势流法是利用迭代的方式获取物表的压力和物表上形状的方法。虽然该方法在应用上己经较为广泛，但有其不足之处。此方泡脉动的特性和空泡封闭处流场的细节。并且只是用与空泡的闭合模式，体现不出来。??前发展的计算流体力学方法（ＣＦＤ）对空泡的模拟有更好的效果。在数值，在对流体假设情况方面可分为单相流模式和两相流模式。两相流模式采式建立的模型。单相流模型利用湍流模型，并且假设气液两相流混合均匀７??
下面介绍一下这些模型。??３．３．１Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔ?方程??Ｒａｙｌｅｉｇｈ提出了一套关于云状空泡成长和溃灭的数学分析法。图３．１为无穷大区域??内半径为抑０的球形气泡。假定气泡内压力仏⑴和温度均质，且液体压力凡⑴己??知温度为常数，球形气泡为对称的。于是径向流动没有旋转其速度势为〇?＝?Ｗ？（／２）／ｒ，??其中?ＵｄＲ（ｌ）ｄｔ。??ｌｉｑｕｉｄ，７＾（０?？（ｒ／）??／?Ｂｕｂｂｌｅ??Ｉ?１??图３．１无穷大区域内气泡示意图??綠土弊■?＝?—?（３－２７）??ｄｒ?ｒ２?ｄｔ?ｒ２??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]超空泡射弹尾拍问题研究进展[J]. 魏英杰,何乾坤,王聪,曹伟,张嘉钟. 舰船科学技术. 2013(01)
[2]水下超空泡射弹研究综述[J]. 金大桥,王聪,余锋. 飞航导弹. 2010(07)
[3]重力场中超空泡形态的数值仿真研究[J]. 张学伟,魏英杰,张嘉钟,王聪,于开平. 舰船科学技术. 2008(05)
[4]绕Hydronautics水翼超空化的发展及其形态特征[J]. 李向宾,王国玉,张敏弟,高德明. 北京理工大学学报. 2007(03)
[5]水下潜射航行体片状空化的数值模拟研究[J]. 王海斌,魏英杰,王聪,张嘉钟,于开平,贾力平. 战术导弹技术. 2007(02)
[6]超空泡技术的应用现状和发展趋势[J]. 杨莉,张庆明. 战术导弹技术. 2006(05)
[7]从伊朗试射超空泡鱼雷看世界超空泡武器的发展[J]. 闫璞,池建文,茹呈瑶. 国防. 2006(07)
[8]空泡形态与典型空化器参数关系的研究——小空泡数下的发展空泡形态[J]. 王海斌,张嘉钟,魏英杰,于开平,贾力平. 水动力学研究与进展（A辑）. 2005(02)
[9]轴对称体通气空泡的水动力试验研究[J]. 蒋洁明,鲁传敬,胡天群,程鑫. 力学季刊. 2004(04)
[10]充气头型对超空泡轴对称体阻力特性影响的试验研究[J]. 顾建农,张志宏,高永琪,郑学龄. 兵工学报. 2004(06)
博士论文
[1]超空泡航行体的数学建模与控制方法研究[D]. 王茂励.哈尔滨工程大学 2008
[2]水下超高速航行体动力学建模与控制研究[D]. 赵新华.哈尔滨工程大学 2008
[3]水下高速航行体超空泡减阻特性研究[D]. 熊永亮.哈尔滨工程大学 2008
[4]通气空泡流研究[D]. 陈鑫.上海交通大学 2006
硕士论文
[1]水下高速航行体发射系统的设计及超空泡流场特性研究[D]. 周浩磊.浙江理工大学 2012
[2]水下高速航行体航向控制技术研究[D]. 王雨.哈尔滨工程大学 2012
[3]超空泡高速射弹变深度航行振动特性研究[D]. 钟伟俊.哈尔滨工业大学 2011
[4]水下高速航行体控制系统研究与实现[D]. 张永攀.哈尔滨工程大学 2011
[5]高速水下航行体半实物实时仿真系统研究[D]. 马宏男.哈尔滨工程大学 2010
[6]超空泡火箭深水炸弹入水弹道研究[D]. 赵保全.沈阳理工大学 2009
[7]充气参数对超空泡形态影响的数值模拟[D]. 胡晓.哈尔滨工程大学 2008
[8]回转体空化流场的数值分析[D]. 贾彩娟.西北工业大学 2002
本文编号：3369252
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